基于单片机测速仪的设计苍松资料

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1、目录摘要2第一章 引言21.1课题研究的目的31.2课题研究的主要内容31.2.1设计要求31.2.2难点3第二章 硬件电路具体设计方案4 2.1方案论证42.1.1系统组成42.2系统的工作过程42.2.1转速的测量52.3主控制器52.3.1 SCT89C52 引脚功能介绍5第三章 传感器的选择73.1霍尔传感器介绍73.2霍尔传感器测速原理7第四章 测量磁场及工作设置84.1 测量磁场84.2 工作磁体的设置9第五章 霍尔电路设计105.1工作方法105.2 齿轮、感应距离和角精度115.3 电路图设计11第六章 报警126.1蜂鸣器的作用126.2蜂鸣器的分类126.3报警电路13第七

2、章 LCD显示137.1液晶显示模块概述137.2模块引脚说明147.3接口时序147.4串行连接时序图157.5用户指令集167.6 备注197.6.1具体指令介绍197.7显示坐标关系217.8显示RAM22第八章 软件设计238.1程序流程图23结束语23致谢24参考文献24附录一 硬件原理图25附录二 程序代码25基于单片机测速仪的设计 作 者：李香坤 指导教师：刘晓祥摘要测速装置在机车控制系统中占有非常重要的地位，对测速装置的要求是分辨能力强、高精度和尽可能短的检测时间。现介绍了应用霍尔传感器通过测量磁场强度，来得到稳定的脉冲方波信号，实现机车转速的测量。给出了以STC89C52为核

3、心，利用单片机的运算和控制功能，并采用系统化LCD显示模块实时显示所测速度的设计方案,以及串口数据存储电路和系统软件。该方案由于使用了系统化LCD显示模块，以及高效快速算法，因而可在节约系统资源和简化程序设计的基础上保证测量精度和系统实时性。关键词：测速装置；霍尔传感器；速度测量；LCD显示模块；串行数据存储电路；实时数据处理Abstract Detecting speed equipment is one of great importance in engine control system. The requirement of speed - detecting equipment i

4、s high resolution ability，high precision and as short detecting time as possible .This paper mainly introduces how to get steady pulse square wave signal by detecting the intensity of magnetic field through Hall sensor and achieve detecting the rotating speed of locomotiveThis paper presents a STC89

5、C52 as the core, using SCM computing and control functions, and using systematic LCD display real-time display module measured by the speed design programmes, as well as serial data storage circuit and system software . The programme because of the systematic use of LCD display modules, rapid and hi

6、ghly efficient algorithms, which can save system resources and simplify procedures on the basis of design guarantee the accuracy and real-time systems.Key words: measuring speed device；Hall sensor；speed measurement; LCD display modules, serial data storage circuit; real-time data processing第一章 引言随着超

7、大规模集成电路技术提高，尤其是单片机应用技术以其功能强大，价格低廉的显著特点，使全数字化测量转速系统得以广泛应用。本文在此基础上对全数字测量转速系统的硬件和编程作一探讨。单片机突出的特点是体积小，功耗低，精简指令集 ，抗干扰性好，可靠性高，有较强的模拟接口，代码保密性好。外围电路更少，因而得到了广泛的应用。另外其较少的指令及较强的实用功能更为许多单片机初学者之首选品牌.单片机指令少，PIC中低档系列单片机共有35条指令，非常有利于易记忆和掌握,指令为单字节，占用程序存储器的空间小，而且中档系列单片机每一条指令为14位，前6位存操作指令，后8位存操作数. 大部分芯片有其兼容的FLASH程序存储器

8、的芯片，支持低电压擦写,擦写速度快，允许多次擦写，程序修改方便。基于单片机以上特点使其在现代工业占据了举足轻重的位置。其中利用单片机设计测速系统就是特例之一。 本设计以STC89C52为核心，通过霍尔传感器来检测低速物体的运转情况进而实现物体转速的测量 ，最后用LED能直观的将速度显示给用户，并且在速度高于一定的值时可自动向用户报警，实现速度的实时测量。1.1课题研究的目的 转速是工程中应用非常广泛的一个参数,其测量方法较多,而模拟量的采集和模拟处理一直是转速测量的主要方法,目前这中测量方法已不能适应现代科技发展的要求。随着大规模及超大规模集成电路的发展，使得全数字测量仪器越来越普及，其转速测

9、量仪器也可以用全数字化处理。在测量范围和测量精度方面都有很大提高。因此，本次设计的目的是：对各种测量转速的方法加以分析，针对不同的应用环境，利用STC89C52系列单片机设计一种全数字化测速仪器，并从提高测量精度的角度出发，分析讨论其产生误差的可能原因，为今后的实际使用提供参考。本设计以单片机为中心，设计全数字化测速仪器，这在工业控制和民用电器中都有较高的使用价值。其次该转速测量仪器由于采用全数字化结构，因而可以很方便的和工业控制计算机进行连接，实行远程管理和控制，进一步提高现代化水平，而且，几乎不需要做较大的改变就能作为单独的产品使用。总之，转速测量仪器的研究是一个非常有意义的课题。1.2课

10、题研究的主要内容系统以单片机STC89C52为控制核心，用霍尔传感器作为测量转速的检测元件，经过单片机数据处理，用RT12864M汉字图形点阵液晶显示模块显示速度和运行时间。1.2.1设计要求 1)可以对低速物体的转动速度、运行时间进行测量。 2)当物体运行速度超出一定限制时蜂鸣器会发出报警信号。1.2.2难点 霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，由于本仪表在日常应用中很有可能处于较强电磁干扰的环境中，因此必须采取抗干扰措施，否则系统难以稳定、可靠运行。第2章 硬件电路具体设计方案 2.1方案论证要测速，首先要解决是采样的问题。在使用模拟技术制作测速表时，常用测速发电机的方法，即将测速发电机的转轴

11、与待测轴相连，测速发电机的电压高低反映了转速的高低。使用单片机进行测速，可以使用简单的脉冲计数法。只要转轴每旋转一周，产生一个或固定的多个脉冲，并将脉冲送入单片机中进行计数，即可获得转速的信息。在本方案中，测量转速的霍尔传感器和被测物体同轴连接，机轴每转一周，产生一定量的脉冲个数，由霍尔器件电路部分输出。经光电耦合器后，成为转数计数器的计数脉冲。同时传感器电路输出幅度为12V的脉冲经光电耦合后降为5V，保持89C52逻辑电平相一致。控制计数时间，即可实现计数器的计数值对应机轴的转速值。CPU将该值数据处理后，在LED显示屏上显示出来。一旦超速，CPU通过喇叭发出报警信号。2.1.1系统组成 单

12、片机转速测量系统由传感器、处理器、计算器和显示器四个部分组成。传感器采用霍尔器件将低速物体的转速转化为脉冲信号，处理器采用89C52单片机，计数器采用单片机片内计数器完成脉冲信号的计数，显示器采用2864M汉字图形点阵液晶显示模块进行显示。系统组成框图被 测 物 体传 感 器单 片 机LCD 显 示2.2系统的工作过程 测量转速的霍尔传感器与物体的机轴相连，机轴每转一周，产生一定的脉冲个数，由霍尔器件电路部分输出，成为转速计数器的计数脉冲，控制计数时间，即可实现计数器的计数值对应机轴的转速值，单片机CPU将该数据处理后，通过显示屏显示出来。2.2.1转速的测量 转速传感器由磁钢、霍尔元件组成，

13、将一非磁性圆盘固定装在物体的转轴上，圆盘边缘等距离用环氧树脂粘贴块状磁钢，磁钢采用永久磁铁分割成的小磁块，其磁力较强，霍尔元件固定在距磁块平面1-3mm处，当磁块与霍尔元件位置相对发生变化时，通过霍尔元件感磁面的磁场强度就会发生变化，圆盘转动，磁块靠近霍尔元件，穿过霍尔元件的磁场较强，当圆盘转到使霍尔元件处于磁块之间时，磁力线分散，霍尔元件输出低电平，当磁场减弱时，输出高电平，从而使得在物体转动过程中霍尔开关集成电路输出连续脉冲信号。2.3主控制器 使用单片机，对于单片机的选择，可以考虑使用8031与8051系列，由于8031没有内部RAM，系统又需要大量内存存储数据，因而不适用。SCT89C

14、52 是美国 ATMEL公司生产的低功耗，高性能 CMOS8 位单片机，片内含 4kbytes 的可编程的 Flash 只读程序存储器和内部集成了看门狗系统,兼容标准 8051 指令系统及引脚。它集 Flash 程序存储器既可在线编程（ISP），也可用传统方法进行编程，所以低价位SCT89C52单片机可为提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域，对于简单的测温系统已经足够。单片机SCT89C52 具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。主要特性如下与MCS-51 兼容4K字节可编程闪烁存储器寿

15、命：1000写/擦循环数据保留时间：10年全静态工作：0Hz-24Hz三级程序存储器锁定128*8位内部RAM32可编程I/O线两个16位定时器/计数器5个中断源可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路 2.3.1 SCT89C52 引脚功能介绍SCT89C52 单片机为40 引脚双列直插式封装。 其引脚排列和逻辑符号如上图 所示。 各引脚功能简单介绍如下： VCC：供电电压 GND：接地P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每个管脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚写“1”时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在F

16、LASH编程时，P0口作为原码输入口，当FLASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部电位必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入“1”后，电位被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚电位被内部上拉电阻拉高，且作为输入。作为输入时，P2口的管脚电位被外部拉低，将输出电流，这是由于内部上拉的缘

17、故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉的优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入时，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流(ILL)，也是由于上拉的缘故。P3口也可作为SCT89C52的一些特殊功能口：P3.0 RXD(串行输入口)l P3.1 TXD(串行输出口)

18、l P3.2 INT0(外部中断0)l P3.3 INT1(外部中断1)l P3.4 T0(记时器0外部输入)l P3.5 T1(记时器1外部输入)l P3.6 WR (外部数据存储器写选通)l P3.7 RD (外部数据存储器读选通)同时P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE / PROG ：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出

19、的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令时ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取址期间，每个机器周期PSEN两次有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN信号将不出现。EA/VPP：当EA保持低电平时，访问外部ROM；注意加密方式1时，EA将内部锁定为RESET；当EA端保持高电平时，访问内部ROM。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12

20、V编程电源(VPP)。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。2片机SCT89C52具有低电压供电和小体积等特点，两个端口刚好满足电路系统的设计需要，很合适携手特式产品的使用。第三章 传感器的选择3.1霍尔传感器介绍 霍尔传感器是利用霍尔效应实现磁电转换的一种传感器，我国从70 年代开始研究霍尔器件，经过20 余年的研究和开发，目前已经能生产各种性能的霍尔元件,它具有灵敏度高，线性度好，稳定性高、体积小和耐高温等特点，在机车控制系统中占有非常重要的地位。对测速装置的要求是分辨能力强、高精度和尽可能短的检测时间。发电机转速的检测方案可分成两类：

21、用测速发电机检测或用脉冲发生器检测。测速发电机的工作原理是将转速转变为电压信号，它运行可靠，但体积大，精度低，且由于测量值是模拟量，必须经过A/D转换后读入计算机。脉冲发生器的工作原理是按发电机转速高低，每转发出相应数目的脉冲信号。按要求选择或设计脉冲发生器，能够实现高性能检测。 所设计的基于霍尔元件的脉冲发生器要求成本低，构造简单，性能好。在机车电气系统中存在着较为恶劣的电磁环境，因此要求产品本身要具有较强的抗干扰能力。所设计的基于霍尔元件的脉冲发生器要求成本低，构造简单，性能好。在机车电气系统中存在着较为恶劣的电磁环境，因此要求产品本身要具有较强的抗干扰能力。3.2霍尔传感器测速原理 霍尔

22、传感器的外形图和与磁场的作用关系如下图所示。磁场由磁钢提供，所以霍尔传感器和磁钢需要配对使用。 霍尔传感器检测转速示意图如下。在非磁材料的圆盘边上粘贴一块磁钢，霍尔传感器固定在圆盘外缘附近。圆盘每转动一圈，霍尔传感器便输出一个脉冲。通过单片机测量产生脉冲的频率就可以得出圆盘的转速。 备注：当没有信号产生时，可以改变一下磁钢的方向，霍尔对磁钢方向有要求。没有磁钢时输出高电平，有磁钢时输出低电平。 霍尔传感器的外形图和与磁场的作用关系3.2.1霍尔效应 在一块半导体薄片上，其长度为l，宽度为b，厚度为d,当它被置于磁感应强度为B的磁场中，如果在它相对的两边通以控制电流I，且磁场方向与电流方向正交，

23、则在半导体另外两边将产生一个大小与控制电流I和磁感应强度B乘积成正比的电势UH，即UH=KHIB，其中kH为霍尔元件的灵敏度。该电势称为霍尔电势，半导体薄片就是霍尔元件。3.2.2工作原理 霍尔开关集成电路中的信号放大器将霍尔元件产生的幅值随磁场强度变化的霍尔电压UH放大后再经信号变换器、驱动器进行整形、放大后输出幅值相等、频率变化的方波信号。第四章 测量磁场及工作设置4.1 测量磁场 使用霍尔器件检测磁场的方法极为简单，将霍尔器件作成各种形式的探头，放在被测磁场中，因霍尔器件只对垂直子霍尔片表面的磁感应强度敏感，磁力线必须和器件表面垂直，通电后即可由输出电压得到被测磁场的磁感应强度。若不垂直

24、，则应求出其垂直分量来计算被测磁场的磁感应强度值。而且，因霍尔元件的尺寸极小，可以进行多点检测，由计算机进行数据处理，可以得到电场的分布状态，并可对狭缝、小孔中的磁场进行检测。4.2 工作磁体的设置 用磁场作为被传感物体的运动和位置信息载体时，一般采用永久磁钢来产生工作磁场。例如，用一个4mm 3mm 11mm 的钕铁硼号磁钢，就可在它的磁极表面上得到约2 300高斯的磁感应强度。在空气隙中，磁感应强度会随距离增加而迅速下降。为保证霍尔器件，尤其是霍尔开关器件的可靠工作，在应用中要考虑有效工作气隙的长度。在计算总有效工作气隙时，应从霍尔片表面算起。在封装好的霍尔电路中，霍尔片的深度在产品手册中

25、会给出。因为霍尔器件需要工作电源，在作运动或位置传感时，一般令磁体随被检测物体运动，将霍尔器件固定在工作系统的适当位置，用它去检测工作磁场，再从检测结果中提取被检信息。工作磁体和霍尔器件间的运动方式有：（a）对移；（b）侧移；（c）旋转；（d）遮断。如图1 所示，图中的TEAG 即为总有效工作气隙。 在遮断方式中，工作磁体和霍尔器件以适当的间隙相对固定，用一软磁（例如软铁）翼片作为运动工作部件，当冀片进入间隙时，作用到霍尔器件上的磁力线被部分或全部遮断，以此来调节工作磁场。被传感的运动信息加在冀片上。这种方法的检测精度很高，在125的温度范围内，冀片的位置重复精度可达50m。当两齿之间的空隙正

26、对霍尔元件时，穿过霍尔元件的磁力线分散，磁场相对较弱；而当某一齿对准霍尔元件时，穿过霍尔元件的磁力线集中，磁场相对较强。齿轮转动时，使得穿过霍尔元件的磁力线密度发生变化，因而引起霍尔电压的变化，霍尔元件将输出一个mV级的准方波电压。此信号还需由电子电路转换成标准的脉冲电压，当外加磁场的S极接近霍尔电路外壳上打有标志的一面时，作用到霍尔电路上的磁场方向为正，北极接近标志面时为负。 也可将工作磁体固定在霍尔器件（外壳上没打标志的一面），让被检的铁磁物体（例如钢齿轮）从它们近旁通过，检测出物体上的特殊标志（如齿、凸缘、缺口等），得出物体的运动参数。在图2的霍尔效应速度传感器中，当测速的靶转到霍尔效应

27、传感器的位置，即霍尔传感器位于靶及磁铁之间，霍尔效应传感器检测到靶感应的磁通量变化。霍尔效应传感器感测的是磁通量的大小。如图2 第五章 霍尔电路设计5.1工作方法 当该霍尔器件处在任何极性的恒定磁场中时，其上的两个霍尔传感器将产生同样的输出信号。无论该磁场的绝对强度有多大，它们之间的差值总为零。然而，由于一个单元面向磁场集中的轮齿，另一个单元则面向一个齿隙，如果两个霍尔单元之间存在磁场梯度，那么将产生一个差值信号，并在芯片上放大。实际上，这个差值体现了一个小偏移，它可由相应集成的控制电路来修正。这种动态差分原理使传感器表面与齿轮之间存在较大气隙的条件下能保持高灵敏度。如图3 5.2 齿轮、感应

28、距离和角精度 一个齿轮可由其模数来表征：md/z。其中d是齿轮直径，Z是轮齿数量。轮齿到轮齿的距离为T，齿距的计算公式为T=m、当一个霍尔传感器面对一个轮齿而另一个霍尔传感器面对一个齿隙时，感应到的差值最大。该器件内两个霍尔传感器的间隔为2.5mm，在模数为1，对应的齿距为3.14win的条件下，该器件都可以感应到差值。如果该模数大于3或者齿轮不规则，将可能在一段较长时间内检测不到足够的差值，这意味着输出信号将不确定。传感器和齿轮之间允许的最大距离是温度、模数、磁体和速度的一个函数，速度可以用每次轮齿/齿隙转变时在输出端出现一个脉冲来表征。如果减小距离，将产生较大的有用信号。因此，切换精度可以

29、随传感器低高转变次数的增加而增加，这种低高转变可以代表齿轮的一个旋转角度。5.3 电路图设计当霍尔元件输出高电平时，V2导通，V1截止，信号输出端输出方波的低电平；当霍尔元件输出低电平时，V1导通，V2截止，输出端为方波的高电平。信号输出端每输出一个周期的方波，代表转过了一个齿。单位时间内输出的脉冲数N，因此可求出单位时间内的速度VNT（T m）。如图4第六章 报警6.1蜂鸣器的作用蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。6.2蜂鸣器的分类蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣

30、器两种类型。压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。 多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后（1.5-15V直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1.5-2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。 压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。

31、6.3报警电路本设计采软件处理报警，利用有源蜂鸣器进行报警输出，采用直流供电。当所测速度超过获低于所预设的速度时，数据口相应拉高电平，报警输出。（也可采用发光二级管报警电路，如过需要报警，则只需将相应位置1，当参数判断完毕后，再看报警模型单元ALARM 的内容是否与预设一样，如不一样，则发光报警）报警电路硬件连接见图5。图 5 蜂鸣器电路连接图第七章 LCD显示7.1液晶显示模块概述图6 12864液晶显示器 RT12864M汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字（16X16点阵）、128个字符（8X16点阵）及64X256点阵显示RAM（GDRAM）。主要技术参数

32、和显示特性:电源：VDD 3.3V+5V(内置升压电路，无需负压)；显示内容：128列 64行显示颜色：黄绿显示角度：6：00钟直视LCD类型：STN与MCU接口：8位或4位并行/3位串行配置LED背光多种软件功能：光标显示、画面移位、自定义字符、睡眠模式等11.57.2模块引脚说明128X64HZ 引脚说明引脚号引脚名称方向功能说明1VSS-模块的电源地2VDD-模块的电源正端3V0-LCD驱动电压输入端4RS(CS)H/L并行的指令/数据选择信号；串行的片选信号5R/W(SID)H/L并行的读写选择信号；串行的数据口6E(CLK)H/L并行的使能信号；串行的同步时钟7DB0H/L数据08D

33、B1H/L数据19DB2H/L数据210DB3H/L数据311DB4H/L数据412DB5H/L数据513DB6H/L数据614DB7H/L数据715PSBH/L并/串行接口选择：H-并行；L-串行16NC空脚17/RETH/L复位 低电平有效18NC空脚19LED_A-背光源正极（LED+5V）20LED_K-背光源负极（LED-OV）逻辑工作电压(VDD)：4.55.5V电源地(GND)：0V工作温度(Ta)：060(常温) / -2075（宽温）7.3接口时序模块有并行和串行两种连接方法（时序如下）：8位并行连接时序图MPU写资料到模块MPU从模块读出资料7.4串行连接时序图串行数据传送

34、共分三个字节完成：同步控制字节：串口控制格式 1 1 1 1 1 RW RS 0RW为数据传送方向控制：H表示数据从LCD到MCU，L表示数据从MCU到LCDRS 为数据类型选择：H表示传送的是显示数据， L表示传送的是控制指令第一数据字节：8位显示数据或控制命令的高4位格式 D7D6D5D40000第二数据字节：8位显示数据或控制命令的低4位格式 D3D2D1D00000串行接口时序参数：(测试条件：T=25 VDD=4.5V)7.5用户指令集1、指令表1：（RE=0：基本指令集）指令指令码说明执行时间（540KHZ）RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0清除显示00000

35、00001将DDRAM填满“20H”，并且设定DDRAM的地址计数器（AC）到“00H”4.6ms地址归位000000001X设定DDRAM的地址计数器（AC）到“00H”，并且将游标移到开头原点位置；这个指令并不改变DDRAM的内容4.6ms进入点设定00000001I/DS指定在资料的读取与写入时，设定游标移动方向及指定显示的移位72us显示状态开/关0000001DCBD=1：整体显示ONC=1：游标ONB=1：游标位置ON72us游标或显示移位控制000001S/CR/LXX设定游标的移动与显示的移位控制位元；这个指令并不改变DDRAM的内容72us功能设定00001DLX0REXXD

36、L=1 （必须设为1）RE=1： 扩充指令集动作RE=0： 基本指令集动作72us设定CGRAM地址0001AC5AC4AC3AC2AC1AC0设定CGRAM地址到地址计数器（AC）72us设定DDRAM地址001AC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0设定DDRAM地址到地址计数器（AC）72us读取忙碌标志（BF）和地址01BFAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0读取忙碌标志（BF）可以确认内部动作是否完成，同时可以读出地址计数器（AC）的值0us写资料到RAM10D7D6D5D4D3D2D1D0写入资料到内部的RAM（DDRAM/CGRAM/IRAM/GDRAM）72us读出RA

37、M的值11D7D6D5D4D3D2D1D0从内部RAM读取资料（DDRAM/CGRAM/IRAM/GDRAM）72us指令表2：（RE=1：扩充指令集）指令指令码说明执行时间（540KHZ）RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0待命模式0000000001将DDRAM填满“20H”，并且设定DDRAM的地址计数器（AC）到“00H”72us卷动地址或IRAM地址选择000000001SRSR=1：允许输入垂直卷动地址SR=0：允许输入IRAM地址72us反白选择00000001R1R0选择4行中的任一行作反白显示，并可决定反白与否72us睡眠模式0000001SLXXSL=1

38、：脱离睡眠模式SL=0：进入睡眠模式72us扩充功能设定000011X1REG0RE=1： 扩充指令集动作RE=0： 基本指令集动作G=1 ：绘图显示ONG=0 ：绘图显示OFF72us设定IRAM地址或卷动地址0001AC5AC4AC3AC2AC1AC0SR=1：AC5AC0为垂直卷动地址SR=0：AC3AC0为ICON IRAM地址72us设定绘图RAM地址001AC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0设定CGRAM地址到地址计数器（AC）72us7.6 备注 1、当模块在接受指令前，微处理顺必须先确认模块内部处于非忙碌状态，即读取BF标志时BF需为0，方可接受新的指令；如果在送出一个指

39、令前并不检查BF标志，那么在前一个指令和这个指令中间必须延迟一段较长的时间，即是等待前一个指令确实执行完成，指令执行的时间请参考指令表中的个别指令说明。 2、“RE”为基本指令集与扩充指令集的选择控制位元，当变更“RE”位元后，往后的指令集将维持在最后的状态，除非再次变更“RE”位元，否则使用相同指令集时，不需每次重设“RE”位元。7.6.1具体指令介绍1、清除显示CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLLLLLLH功能：清除显示屏幕，把DDRAM位址计数器调整为“00H”2、位址归位CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4

40、DB3 DB2 DB1 DB0LLLLLLLLHX功能：把DDRAM位址计数器调整为“00H”，游标回原点，该功能不影响显示DDRAM3、位址归位CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLLLLHI/DS功能：把DDRAM位址计数器调整为“00H”，游标回原点，该功能不影响显示DDRAM功能：执行该命令后，所设置的行将显示在屏幕的第一行。显示起始行是由Z地址计数器控制的，该命令自动将A0-A5位地址送入Z地址计数器，起始地址可以是0-63范围内任意一行。Z地址计数器具有循环计数功能，用于显示行扫描同步，当扫描完一行后自动加一。4、显示状态 开

41、/关CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLLLHDC B功能： D=1；整体显示ON C=1；游标ON B=1；游标位置ON5、游标或显示移位控制CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLLHS/CR/LX X功能：设定游标的移动与显示的移位控制位：这个指令并不改变DDRAM的内容6、功能设定CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLHDLX0 REX X功能：DL=1（必须设为1） RE=1；扩充指令集动作 RE=0：基本指令集动作7

42、、设定CGRAM位址CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLHAC5AC4AC3AC2AC1 C0功能：设定CGRAM位址到位址计数器（AC）8、设定DDRAM位址CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLHAC6AC5AC4AC3AC2AC1 C0 功能：设定DDRAM位址到位址计数器（AC）9、读取忙碌状态（BF）和位址CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LHBFAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0 功能：读取忙碌状态（BF）可以确认内

43、部动作是否完成，同时可以读出位址计数器（AC）的值10、写资料到RAMCODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0HLD7D6D5D4D3D2D1 D0功能：写入资料到内部的RAM（DDRAM/CGRAM/TRAM/GDRAM）11、读出RAM的值CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0HHD7D6D5D4D3D2D1 D0功能：从内部RAM读取资料（DDRAM/CGRAM/TRAM/GDRAM）12、待命模式（12H）CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0L

44、LLLLLLLL H功能：进入待命模式，执行其他命令都可终止待命模式13、卷动位址或IRAM位址选择（13H）CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLLLLLH SR功能：SR=1；允许输入卷动位址 SR=0；允许输入IRAM位址 14、反白选择（14H）CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLLLLHR1 R0功能：选择4行中的任一行作反白显示，并可决定反白的与否15、睡眠模式（015H）CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLLL

45、HSLX X功能：SL=1；脱离睡眠模式 SL=0；进入睡眠模式16、扩充功能设定（016H）CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLLHHX1 REG L功能：RE=1；扩充指令集动作 RE=0；基本指令集动作 G=1；绘图显示ON G=0；绘图显示OFF17、设定IRAM位址或卷动位址（017H）CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLLHAC5AC4AC3AC2AC1AC0 功能：SR=1；AC5AC0为垂直卷动位址 SR=0；AC3AC0写ICONRAM位址18、设定绘图RAM位址（0

46、18H）CODE： RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LLHAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0功能：设定GDRAM位址到位址计数器（AC）7.7显示坐标关系1、图形显示坐标水平方向X以字节单位 垂直方向Y以位为单位2、汉字显示坐标 X坐标Line180H81H82H83H84H85H86H87HLine290H91H92H93H94H95H96H97HLine388H89H8AH8BH8CH8DH8EH8FHLine498H99H9AH9BH9CH9DH9EH9FH3、字符表代码（02H-7FH）7.8显示RAM1、文本显示RAM（DDRAM）1

47、、文本显示RAM（DDRAM）文本显示RAM提供8个4行的汉字空间，当写入文本显示RAM时，可以分别显示CGROM、HCGROM与CGRAM的字型；ST7920A可以显示三种字型 ，分别是半宽的HCGROM字型、CGRAM字型及中文CGROM字型。三种字型的选择，由在DDRAM中写入的编码选择，各种字型详细编码如下：显示半宽字型 ：将一位字节写入DDRAM中，范围为02H-7FH的编码。显示CGRAM字型：将两字节编码写入DDRAM中，总共有0000H，0002H，0004H，0006H四种编码显示中文字形：将两字节编码写入DDRAMK ，范围为A1A0H-F7FFH(GB码)或A140H-D

48、75FH(BIG5码)的编码。绘图RAM（GDRAM）绘图显示RAM提供1288个字节的记忆空间，在更改绘图RAM时，先连续写入水平与垂直的坐标值，再写入两个字节的数据到绘图RAM，而地址计数器（AC）会自动加一；在写入绘图RAM的期间，绘图显示必须关闭，整个写入绘图RAM的步骤如下：1、关闭绘图显示功能。2、先将水平的位元组坐标（X）写入绘图RAM地址；再将垂直的坐标（Y）写入绘图RAM地址；将D15D8写入到RAM中；将D7D0写入到RAM中；打开绘图显示功能。绘图显示的缓冲区对应分布请参考“显示坐标”游标/闪烁控制ST7920A提供硬件游标及闪烁控制电路，由地址计数器（address c

49、ounter）的值来指定DDRAM中的游标或闪烁位置。第八章 软件设计 本设计软件可分为主程序、计时程序和显示程序三部分。8.1程序流程图主程序初始化显示器初始化够不够1秒更新速度更新时间NOYES结束语 在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，例如在发动机、转动机、卷扬机、机床主轴等旋转设备的试验、运转和控制中，常需要测量和显示其转速。测量转速的方法分为模拟式和数字式两种，模拟式采用测速发电机为检测元件，得到的信号是模拟量。数字式通常采用光电编码器、圆光栅、霍尔元件等为检测元件，得到的信号是脉冲信号。随着微型计算机的广泛应用，特别是高性能，低价比单片机的出现，转速测量普遍采用以单片机

50、为核心的数字式测量方法，智能化微电脑代替了一般机械式或模拟式结构。本设计是基于霍尔传感器的测速仪器用于低速物体转速的测量，具有构造简单、成本低、性能好，但在用于机电系统中存在较为恶劣的的电磁环境中，因此要求产品本身要具有较强的抗干扰能力。致谢 本研究及学位论文是在我的导师刘晓祥的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，刘老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。大学期间，刘老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向刘老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 在此，我还要感

51、谢在一起愉快的度过大学生活的95位同门，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。特别感谢我的同学唐剑云和蔡永利同学，他们对本课题做了不少工作，给予我不少的帮助。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们！谢谢！参考文献1、单片机典型模块设计实例导航，人民邮电出版社，求是科技编著；2、单片微型计算机与接口技术（第3版）电子工业出版社，李群芳、张士军、黄建编著；3、51单片机C语言常用模块与综合系统设计实例精讲（第

52、2版）电子工业出版社；4、单片机C51语言应用实战集锦（修订版），电子工业出版社，范风强、兰婵丽。附录一 硬件原理图附录二 程序代码#include reg52.h#include lcd.h#include sbit BEEP = P17; uint count,time_count=0;uchar miao=0,fen=0,shi=0,BEEP_on; /作为1秒的计数uint SPEED_COUNT = 0;double S = 1.88;/单位M double TOTAL_DISTANCE = 0,SPEED;/*/ LCD复位函数:LCD_Reset(void)/ 功 能： LCD的

53、初始化/ 入口参数：无/ 出口参数：无/ 返回值： 无/*void LCD_Reset(void) uint ns=1000; LCD_CS = 1; LCD_CLK = 1; LCD_RST = 0; while(ns-); LCD_RST = 1; LCD_CS = 1;/*/ LCD十进制小数显示函数:/ DispDigitalStrDec(uchar x, uchar y, uint val, uchar len, uchar dotpos)/ 入口参数 x: 显示位置x坐标/ y: 显示位置y坐标/ val: 待显示的数/ len: 显示位数,不包括小数点/ dotpos: 小数点位

54、置从右到左依次为0到len/*void DispDigitalStrDec(uchar x, uchar y, ulong val, uchar len, uchar dotpos) char i, temp12; if(len 10) len = 10; /应急性考虑 if(len (len-1) dotpos = len-1; temp11 = 0; for(i=0; i11; i+) if(i = dotpos) temp10-i =.; else if(i dotpos) temp10-i = (val%10) + 0; else temp10-i = (val%10) + 0; val /= 10; Disp_Str(x, y, &temp10-len);/*/ LCD写字节函数:LCD_Write(char inst, uchar x)/ 功 能：MCU到LCD的写,给LCD_CLK一个低到高的电平变化写入LCD/ 入口参数 inst=1/0: 命令/数据标志 （可以调整0/1功能通过改变P的初始值）/ x : 命令/数据字节/ 出口参数：无/ 返回值：无/*